毕业设计（论文）基于PLC的集气管压力控制系统设计.doc

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1、基于PLC的集气管压力控制系统设计摘 要监控组态软件是在信息化社会的大背景下，随着工业IT技术的不断发展而诞生、发展起来的。在整个工业自动化软件大家庭中，监控组态软件属于基础型工具平台。监控组态软件给工业自动化、信息化、及社会信息化带来的影响是深远的，它带动着整个社会生产、生活方式的变化，这种变化仍在继续发展DCS控制技术广泛应用于各种场所,尤其是在严重危害人体健康的恶劣环境中的应用,极大地提高了工作效率,解放了劳动力，随着PC机大众化和组态软件的普遍使用，组态技术发展迅速。本次设计的研究内容为基于Fame View的集气管压力监控系统设计，该设计主要是解决鼓冷系统的集气管压力控制及解耦控制和

2、与变频器系统联调。该设计的目的是通过使用组态软件制作实时显示操作界面，收集从下位机（PLC）上传的数据（如实时采集各种压力及温度等数据、PLC送来的报警信号及各执行部件的状态信号），对数据进行算术、逻辑处理后，通过图形、动画的方式显示压力曲线、温度曲线、工艺流程、系统运行参数、变频器的工作状态等信息，并通过该人机界面向PLC发送实时命令，及时控制现场设备。关键词: 监控组态，PLC，Fame View，S730Pressure Control System Design Based on PLCABSTRACTConfiguration software is born and develop

3、ed with the continual development of the industrial IT technology in the background of the information society. In the industrial automation software family, configuration software is belongs to the based tool platform. Configuration software make a profound influence for industrial automation, info

4、rmation technology and social impact of information, and it led the entire social production, lifestyle changes, which continued to develop the DCS control technology widely used in various areas, especially in applications to the harsh environment which bring seriously harm to human health, it has

5、greatly improved work efficiency, the liberation of labor, with the PC widespread used and configuration software, configuration technology is developing rapidly. The research design of the set of Fame View-based tracheal pressure monitoring system, designed mainly to resolve the drum of the cooling

6、 system header pressure control and decoupling control and transducer system accommodating.The purpose of the design is that through the use of configuration software to make real-time display interface to collect from the lower position machine (PLC) to upload data (such as real-time acquisition of

7、 various pressure and temperature data, PLC sent the alarm signal and the implementation of componentsstate signal), after the data arithmetic and logic processing, through graphics, animation displayed pressure curve, temperature curve, process, system operating parameters, the transducers working

8、status and other information, and through the man-machine interface to send to the PLCreal-time command, control field devices in a timely manner.KEY WORDS: Monitoring Configuration，PLC，Fame View，S7300目录前言1第1章 焦化厂煤气鼓冷监控系统总体设计31.1 焦化厂煤气鼓冷控制系统结构31.1.1 焦化厂煤气鼓冷控制系统结构31.1.2 监控系统控制要求41.2 焦化厂鼓冷系统工艺简介51.3 本

9、文所做的工作61.3.1 设计主要内容61.3.2 监控界面及其功能介绍7第2章 焦炉及焦炉煤气压力设计分析82.1 焦炉及焦炉煤气压力简述82.1.1 焦炉简述82.1.2 焦炉煤气压力82.2 焦炉煤气压力控制工艺92.3 鼓风机在焦炉煤气压力控制中的作用92.4 该工艺中应当注意的问题102.5 数据采集10第3章 组态软件介绍113.1 组态软件113.1.1 组态软件概述113.1.2 组态软件的构成123.2 组态软件的发展应用现状133.3 组态软件的发展趋势与现状143.3.1 组态软件的发展趋势143.3.2 组态软件功能的变迁143.4 Fame View组态软件特点15第

10、4章 系统功能实现174.1 监控系统的组态174.1.1 项目管理174.1.2 变量定义184.2 画面制作20第5章 上位机与PLC的连接通讯调试255.1 上位机Fame View与PLC之间的通讯255.2 设置通讯265.3 联机通讯试验26结论28谢 辞29参考文献30外文资料翻译31前言监控组态软件是在信息化社会的大背景下，随着工业IT技术的不断发展而诞生、发展起来的。在整个工业自动化软件大家庭中，监控组态软件属于基础型工具平台。监控组态软件给工业自动化、信息化、及社会信息化带来的影响是深远的，它带动着整个社会生产、生活方式的变化，这种变化仍在继续发展DCS控制技术广泛应用于各

11、种场所,尤其是在严重危害人体健康的恶劣环境中的应用,极大地提高了工作效率,解放了劳动力；随着PC机大众化和组态软件的普遍使用，组态技术发展迅速。Fame View是一种优秀高性能、高稳定工控组态软件及工控机（IPC）、一体化工作站（OS/ES）优秀的数据库管理功能，强大的报表处理功能中间内部变量不计点、可自由组态、性价比极高的监控组态软件，该组态软件拥有丰富的工具箱、图库和操作向导，开发容易、开发时间短，易于学习和使用，利用它可以节省大量时间，提高系统性能。组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点： （1）延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（

12、包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级； （2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能； （3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。本次设计的研究内容为基于Fame Vi

13、ew的集气管压力监控系统设计，该设计主要是解决鼓冷系统的集气管压力控制及解耦控制和与变频器系统联调。该设计的目的是通过使用组态软件制作实时显示操作界面，收集从下位机（PLC）上传的数据（如实时采集各种压力及温度等数据、PLC送来的报警信号及各执行部件的状态信号），对数据进行算术、逻辑处理后，通过图形、动画的方式显示压力曲线、温度曲线、工艺流程、系统运行参数、变频器的工作状态等信息，并通过该人机界面向PLC发送实时命令，及时控制现场设备。具体要求如下：（1）上位机监控界面：由工艺流程、操作显示、曲线查询、报警画面等界面组成，显示界面要美观、简洁、合理，便于操作。（2）数据库管理：使用SQL或AC

14、CESSS数据库，上位机把经下位机通讯送来的数据，保存为相应的数据库格式，供查询和显示用。数据库的查询按班次、班别来查询；按当班、当日、当月保存数据。并且可对系统数据作统计分析和数据打印。本次设计拟解决的关键问题就是：（1）上位机（PC）和下位机（PLC）的通信问题；（2）数据存储地址分配问题；（3）通过采集的现场数据如何对设备进行控制问题；（4）实时数据如何显示和历史数据如何存储问。第1章 焦化厂煤气鼓冷监控系统总体设计1.1 焦化厂煤气鼓冷控制系统结构1.1.1 焦化厂煤气鼓冷控制系统结构焦化厂煤气鼓冷控制系统由监控站采用工控机，通过通讯处理器连接到PROFIBUS现场总线上。它包括操作系

15、统、组态软件计算机主机以及显示器、可编程控制器(PLC)以及现场数据采集终端、变频器系统等部分，实现软件组态、控制调节、趋势显示、报警管理、报表打印和系统运行状态监视等功能。在焦炉控制室安装现场数据采集器，用以采集各个焦炉的集气管压力。压力信号通过PROFIBUS总线传输到主站控制器。每个现场数据采集器均为PROFIBUS总线上的子站。设计有4路现场数据采集器，用于4座焦炉的信号采集。系统采用现场总线(PROFIBUS)技术，现场总线由专用的通讯电缆连接。控制站采用西门子PLC，由PROFIBUS现场总线连接，实现与上位机的通讯。同时通过PROFIBUS连接ET200M远程I/O站，完成信号的

16、采集、转换、发送等功能。监控站上的通讯处理器通过以太网连接到上层管理计算机。现场的流量传感器检测 的信号转变成420mA的电流信号送入PLC的AI模块，经A/D换成数字信号送入上位机，上位机经信息处理后将控制信号送入PLC的AO模块，经DA转换为420mA的电流信号去控制阀门的开度或变频器的频率9，系统结构示意如图1.1所示。计算机计算机PROFIBUS工控机S7-300EPROM变送器变频器驱动器调节阀压力计泵工控机图1.1 焦化厂煤气鼓冷控制系统结构示意图煤气鼓冷系统由上位监控机，可编程控制器(PLC)、控制柜、各种检测传感器、电缆、PLC编程软件、PLC应用程序、工业组态软件及上位机监控

17、应用软件组成。PLC的运行数据传入上位机，上位机通过监控软件，实现对煤气鼓冷系统的监控功能。系统采用西门子S7-300系列可编程控制器，主要包括电源、CPU、I/O扩展模块等。1.1.2 监控系统控制要求当系统处于自动控制状态时，系统将根据工艺流程要求，自动通过PID调节各阀门的开度来满足压力的工艺要求，从而完成各环节阀门的自动控制，使目标位置的压力达到工艺要求。同时将各种实时数据显示出来。通过手动自动按钮的转换，可使系统运行手动操作，手动设定各阀门的开度。此外，鼓风机也有切换按钮，实现工频到变频的转换，这个过程中，各种阀门配合动作。在系统运行时，可以通过操作界面来完成自动手动的转换，各个压力

18、的设定，以及手动时阀门的开度设置。通过工艺流程界面可以观看系统的整体运行情况，以及关键数据的查看。在实时数据界面，可以查看各种实时的数据，所有的数据都可以再这个界面上显示。另外，数据报表可以存储各种归档数据并提供打印输出，报警界面可以显示各种压力是否超出工艺要求，如果超出，会有响应的提示和警告。数据趋势曲线将以曲线的方式显示各种关键部位的数据。1.2 焦化厂鼓冷系统工艺简介湘钢焦化厂现有四座焦炉、三台初冷器(2开1备)以及四台鼓风机(2开2备)。分两套鼓冷系统运行，系统1包括1#初冷器、1#和2#鼓风机(1开1备)，连接1#和2#焦炉，鼓风机输出端与系统2合并到达饱和器；系统2包括3#初冷器、

19、3#和4#鼓风机(1开1备)，连接3#和4#焦炉，鼓风机输出端与系统1合并到达饱和器，2#初冷器备用。鼓风机型号为：D750-23，额定流量45000m3/h四台鼓风机分别由四台高压电机工频驱动，电机型号为：JK630-2,630KW/6KV，额定电流74A，电机绝缘等级为B级，电机为星形连接。电机不调速，煤气流量、压力是开环控制的，靠调节前后阀门的开度来调节煤气的流量和压力，工艺流程如图1.2所示。鼓风机2鼓风机3鼓风机4间板阀4鼓风机11#焦炉3#焦炉4#焦炉初冷器1初冷器2初冷器32#焦炉间板阀2间板阀3间板阀1图1.2 工艺流程图1.3 本文所做的工作1.3.1 设计主要内容设计主要内

20、容及主要技术要求：本文以鼓冷控制系统的上位机监控系统的设计为例，介绍了Fame View组态软件开发上位机系统的过程。该上位机系统具有显示、生成生产报表、系统操作模式切换、生产、系统状态监控、系统调试等功能，配合鼓冷控制系统的下位机系统完成了整个系统要求的功能。在焦炉鼓冷控制系统中，使用组态软件Fame View实现集气管压力控制上位机监控界面设计，具体要求如下：(1) 上位机监控界面：设计了工艺画面，操作界面，历史查询界面，实时数据界面，及报警信息等共六个画面组成，显示界面要美观、简洁、合理，便于操作。(2) 与PLC通讯：PLC采集的信号传递(上传)到工业控制计算机(此处称为上位机)，供显

21、示用。工艺所需数据键入上位机，传送到PLC(下传)中，供控制用。(3) 数据库管理：使用ACCESSS数据库，上位机把经下位机通讯送来的数据，保存为相应的数据库格式，供查询和显示用。数据库的查询按班次、班别来查询；按当班、当日、当月保存数据，并且可对系统数据作统计分析和数据打印。1.3.2 监控界面及其功能介绍(一) 登陆画面点击“系统登陆”按钮可切换到工艺流程图功能画面；点击“退出监控”按钮须输入密码，密码输入正确后，会出现一对话框，点击“确定”，可退出监控系统并系统关机。(二) 工艺流程界面画面主要将焦炉鼓冷控制系统的工艺流程显示出来，要制作并在工艺流程界面中显示焦炉，集气管，初冷器，泵等

22、主要设备，并在主要的监控变量处显示其动态值。同时显示集气管压力，初冷器吸力的实时曲线，还要又切换到其他功能界面。(三) 实时数据界面该画面集中显示所有工艺数据的实时数值，在画面中显示集气管压力，初冷器吸力及风机温度等数据。(四) 操作界面操作界面实时的显示压力及其曲线，温度曲线，系统运行参数，变频器的工作状态等信息，同时通过手动和自动等功能对系统的相关参数进行控制，达到控制要求。(五) 曲线查询界面该画面可以进行历史曲线查询和存档数据查询，查看数据报表。第2章 焦炉及焦炉煤气压力设计分析2.1 焦炉及焦炉煤气压力简述2.1.1 焦炉简述炼焦炉，一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，用于使煤炭化

23、以生产焦炭。用煤炼制焦炭的窑炉。是炼焦的主要热工设备。现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，由炉体和附属设备构成。焦炉炉体由炉顶、燃烧室和炭化室、斜道区、蓄热室等部分，并通过烟道和烟囱相连。整座焦炉砌筑在混凝土基础上。现代焦炉基本结构大体相同，但由于装煤方式、供热方式和使用的燃料不尽相同，又可以分成许多类型。焦炉的构造：现代炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶、基础、烟道等组成。炭化室中煤料在隔绝空气条件下受热变成焦炭。一座焦炉有几十个炭化室和燃烧室相间配置，用耐火材料(硅砖)隔开。每个燃烧室有2030个立火道。来自蓄热室的经过预热的煤气（高热值煤气不

24、预热）和空气在立火道底部相遇燃烧，从侧面向炭化室提供热量。蓄热室位于焦炉的下部，利用高温废气来预热加热用的煤气和空气。斜道区是连接蓄热室和燃烧室的斜通道。炭化室、燃烧室以上的炉体称炉顶，其厚度按炉体强度和降低炉顶表面温度的需要确定。炉顶区有装煤孔和上升管孔通向炭化室，用以装入煤料和导出煤料干馏时产生的荒煤气。还设有看火孔通向每个火道，供测温、检查火焰之用，根据检测结果，调节温度和压力。整座焦炉砌筑在坚固平整的混凝土基础上，每个蓄热室通过废气盘与烟道连接，烟道设在基础内或基础两侧，一端与烟囱连接。2.1.2 焦炉煤气压力焦炉气，又称焦炉煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后

25、，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%60%）和甲烷（23%27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%8%）、C2以上不饱和烃（2%4%）、二氧化碳（1.5%3%)、氧气(0.3%0.8%)、氮气(3%7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。焦炉气属于中热值气，其热值为每标准立方米1719MJ，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。焦炉气含氢气量高，分离后用于合

26、成氨，其它成分如甲烷和乙烯可用做有机合成原料。焦炉气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6%30%。2.2 焦炉煤气压力控制工艺每个集气管压力的调节过程：当焦炉产气量发生变化，各集气管压力在一定范围内产生波动时，系统装置通过压力变送器将测出的压力信号转换成4-20MA标准电信号，送至PLC的模拟量输入模块,PLC根据各集气管压力反馈值及其设定值来控制各集气管蝶阀的开度以使各集气管的压力保持在设定值。2.3 鼓风机在焦炉煤气压力控制中的作用鼓风机可用于输送空气、煤气及化工气体，个有噪声低、振动小、效率高、运行平稳，安装、维护保养方便，露天环境下使用等特点。常用于高炉鼓风，电厂及炼油厂脱硫鼓风，

27、选煤跳汰机配套，高炉、焦炉煤气、加压输送，及污水处理的鼓风曝气，化工气体的回收、加压输送等。鼓风机结构(1) 主机部分：鼓风机主机，主机与电动机联合公共底座，主机与电动机直联联轴器。(2) 附件部件：弯管，消声器，过滤器，一般用途丝网型过滤器，特殊用途,低、中、高级过滤器。(3) 配套部分：电动机（一般型、户外型、防爆型），风机进口碟阀（手动型、机动型），电动机控制起动柜，挠性接头。鼓风机的变频工作状态：总管上的阀门全开：风机前阀门全开初冷器前吸力的调节阀全开PLC控制变频器的频率改变电机的转速控制总管吸力稳定，节能降耗鼓风机的工频工作状态：PLC通过调节总管阀门开度控制集气管压力 系统中设计

28、专家系统，完成鼓风吸力控制。2.4 该工艺中应当注意的问题1. 电机运行状态：变频：通过调节变频器的频率改变电机的转速，维持初冷气前吸力 的稳定，达到节能降耗的目的。当变频回路出现故障状态时，需实现同台电机变频到工频的自动切换。工频：在切换或变频器故障时保证系统安全，鼓风机连续生产不停2. PLC控制：无论电机在哪种状态，PLC均解决集气管压力和吸力的相互协调。2.5 数据采集根据要求，实时采集各种压力及温度等数据（共计32路模拟量数据若干开关量数据）并进行相应处理；实时显示操作界面，压力曲线，温度曲线，工艺流程，系统运行参数，变频器的工作状态等信息，采集以下鼓冷电气控制系统中模拟量：(1)

29、初冷器前吸力 2路(2) 机前吸力 2路(3) 集气管压力 4路(4) 机后煤气压力 2路(5) 风机温度 4路(6) 高压氨水信号 4 路第3章 组态软件介绍3.1 组态软件3.1.1 组态软件概述组态软件，又称监控组态软件，译自英文SCADA,即Supervision, Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System, Remote Terminal Unit)。组态软件是指一些数据

30、采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数

31、据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。在组态软件中，通过组态生成的一个目标应用项目在计算机硬盘中占据惟一的物理空间（逻辑空间），可以用惟一的一个名称来标识，就被称为一个应用程序。在同一计算机中可以存储多个应用程序，组态软件通过应用程序的名称来访问其组态内容，打开其组态内容进行修改或将其应用程序装入计算机内存投入实时运行。组态

32、软件的结构划分有多种标准，这里以使用软件的工作阶段和软件体系的成员构成两种标准讨论其体系结构。3.1.2 组态软件的构成按照系统环境划分，从总体上讲，组态软件是由两大部分构成的：1系统开发环境：是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。2系统运行环境：在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库

33、运行程序等。组态软件支持在线组态技术，即在不退出系统运行环境的情况下可以直接进入组态环境并修改组态，使修改后的组态直接生效。自动化工程设计工程师最先接触的一定是系统开发环境，通过一定工作量的系统组态和调试，最终将目标应用程序在系统运行环境投入实时运行，完成一个工程项目。按照成员构成划分其中必备的典型组件包括：1应用程序管理器：应用程序管理器是提供应用程序的搜索、备份、解压缩、建立新应用等功能的专用管理工具。在自动化工程设计工程师应用组态软件进行工程设计时，经常会遇到下面一些烦恼：经常要进行组态数据的备份；经常需要引用以往成功应用项目中的部分组态成果（如画面）；经常需要迅速了解计算机中保存了哪些

34、应用项目。虽然这些要求可以用手工方式实现，但效率低下、极易出错。有了应用程序管理器的支持，这些操作将变得非常简单。2图形界面开发程序：图形界面开发程序是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供图形运行环境运行时使用。3图形界面运行程序：在系统运行环境下，图形目标应用系统被图形界面运行程序装入计算机内存并投入实时运行。4实时数据库系统组态程序：有的组态软件只在图形开发环境中增加了简单的数据管理功能，因而不具备完整的实时数据库系统。目前比较先进的组态软件（如力控等）都有独立的实时数据

35、库组件，以提高系统的实时性，增强处理能力。实时数据库系统组态程序是建立实时数据库的组态工具，可以定义实时数据库的结构、数据来源、数据连接、数据类型及相关的各种参数。5实时数据库系统运行程序：在系统运行环境下，目标实时数据库及其应用系统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历史数据的查询、检索、报警的管理都是在实时数据库系统运行程序中完成的。6I/O驱动程序：I/O驱动程序是组态软件中必不可少的组成部分，用于和I/O设备通讯，互相交换数据，DDE和OPC Client是两个通用的标准I/O驱动程序，用来和支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。多数组态

36、软件的DDE驱动程序被整合在实时数据库系统或图形系统中，而OPC Client则多数单独存在。3.2 组态软件的发展应用现状组态软件产品大约在上世纪80年代中期在国外出现，在中国也已有将近20年的历史。早在80年代末90年代初，有些国外的组态软件如ON Spec、RAG on等就开始进入中国市场。组态软件市场在中国开始有较快的增长，大约在1995年底至1996年。随着中国改革开放的深入，人们对软件的观念有了重大改变;早些年组态软件的应用推广工作也打下了一定的基础，业内人士已经认识到组态软件的重要性，并接受它而不再热衷于在项目中搞低层次的编程开发;自动控制系统要上等级，对上位监控组态软件的市场需

37、求增加;一些组态软件的生产商和供货商亦逐步加大了在中国市场的推广力度，并在价格方面做出了政策性调整;加之微软32位windows95和NT的推出，为组态软件提供了一个更适宜的操作系统平台，使各生产供应商随后跟进的32位组态软件产品的性能指标和功能进一步加强。所有这些因素的综合，给组态软件在中国市场带来了新的生机。从那时起，更多的项目中正式有了组态软件的专项预算，各种相关设计方案和招(投)标书中也都出现了单列的组态软件栏目，越来越多的专业销售商和系统集成厂家也加入了这个市场。现在组态软件已经在中国市场确立了其应有的地位，并逐步进入了上升期。3.3 组态软件的发展趋势与现状3.3.1 组态软件的发

38、展趋势组态软件是工业应用软件的一个组成部分，其发展受到很多因素的制约。归根结底，应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。未来的传感器、数据采集装置、控制器的智能化程度越来越高，实时数据浏览和管理的需求日益高涨，有的买主甚至要求在自己的办公室里监督定货的制造过程。有的装置直接内嵌“Web Server”，通过以太网就可以直接访问过程实时数据。即使这样，也不能认为不再需要组态软件了。用户要求的多样化，决定了不可能有哪一种产品囊括全部用户的所有要求，直接用户对监控系统人机界面的需求不可能固定为单一的模式，因此直接用户的监控系统是始终需要“组态”和“定制”的。这就导致组态软件不可能退出市场，因为需求

39、是存在的。类似OPC这样的组织的出现，以及现场总线、尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备间互连、开发I/O设备驱动软件的工量。I/O驱动软件也逐渐会朝标准化的方向发展。3.3.2 组态软件功能的变迁由单一的人机界面朝数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。最早的组态软件用来支撑自动化系统的硬件。那时侯，硬件系统如果没有组态软件的支撑就很难发挥作用，甚至不能正常工作。现在的情况有了很大改观。一方面软件部分地与硬件发生分离，大部分自动化系统的硬件和软件现在不是由同一个厂商提供，这样就为自动化软件的发展提供了可以充分发挥作用的舞台。实时数据库的作用将进一步加强。实时数据库存储和检索的是连

40、续变化的过程数据，它的发展离不开高性能计算机和大容量硬盘，现在越来越多的用户通过实时数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据，作为指挥、决策的依据。组态软件应该向更多的应用领域拓展和渗透。目前的组态软件均产生于过程工业自动化，很多功能没有考虑其他应用领域的需求。随着计算机技术的飞速发展，组态软件应该更多地总结这些领域的需求，设计出符合应用要求的开发工具，更好地满足这些行业对软件的需求，进一步减少这些行业在自动测试、数据分析方面的软件成本，提高系统的开放程度。3.4 Fame View组态软件特点Fame View组态软件是北京杰控公司集多年PLC工程应用和服务经验,基于Windows 2000

41、/XP/2003操作平台,独立研制开发的工业数据监控管理 软件,运行稳定、速度快、简单易用、功能强大、扩展性好,能为用户提供经济完善的自动化解决方案,被成功应用于冶金、机场、地铁、化工、电力、配电、环保、筑路、核辐照、烟草、啤酒、铁路、煤炭、楼宇、水处理、锅炉、码头输送等行业,经应用证实适合所有大中小型自动化项目;百炼成钢：经过许多超大规模项目磨练,及在多个行业普遍应用,已经成为运行稳定、通讯快速、功能强大、使用简单的组态软件,具有能与国外进口软 件相媲美的性能;核心稳定：自开发初期,便撇弃了当时流行的 Windows95/98操作平台,而以 Windows NT作为开发平台,全部代码采用 V

42、C+进行编写,并自然过度到 Windows 2000/2003/XP/Vista平台,纯32位代码,多任务系统,保证了软件系统内核的先进和稳定,无内存泄露,长期稳定运行,被誉为“不会 死机”的组态软件; PLC应用：始终把可编程控制器(PLC)作为适用对象,定位于自动化应用中高端,设计设备数据表概念,对数据进行批量和并行处理,通讯速度和稳定性倍 受赞誉; 功能强大：除提供设备通讯、运行数据库、画面、报警、历史数据等基本功能外,还提供简单实用的数据库连接、数据配方、数据服务、转发服务、报 表、双机冗余、变量组、全局变量、Web发布等增强功能,许多棘手问题,总能迎刃而解。第4章 系统功能实现4.1

43、 监控系统的组态4.1.1 项目管理(一) 新建项目点击打开Fame View组态软件，通过项目管理器，新建一个项目，项目名称为“毕业设计” (二) 定义设备数据表设备数据表是系统提供的“内存缓冲区”，其中存放与外部控制设备通讯的数据，通过通讯驱动进行刷新和输出，运行数据库所需的过程数据从设备数据表中取得，需注意的是上位机所定义的数据块的长度，应该小于或等于下位机数据单元号的个数。本设计中共用到6个数据块，定义如图4.1。图4.1 定义设备数据表(三) 系统定制及启动定义在接下来的设计中所要用到的系统功能，对于不用的功能尽量不用定义。本设计中用到的功能有系统设置,设备通信，运行数据库，显示画面

44、，变量报警，实时报表，数据库连接，实时数据连接等，如图4.2。图4.2 系统定制及启动4.1.2 变量定义(一) 控制系统所设计要求采集或控制的量(1) 鼓冷电气控制系统中模拟量：初冷器前吸力 2路机前吸力 2路集气管压力 4路机后煤气压力 2路风机温度 4路(2) 鼓冷电气控制系统中的模拟输出量分别如下所示：焦炉集气管蝶阀控制信号4-20mA 4路横管蝶阀控制信号4-20mA 2路变频器转速控制信号4-20mA 2路油泵控制信号（开关量） 4路初冷器阀控制信号4-20mA 2路(二) 变量定义及其地址由以上的系统控制需求和按照上位机和下位机之间的通信要求，定义的变量及其与PLC的对应地址如表

45、4.1。表4.1 定义的变量及其与PLC的对应地址PLC定义变量组态地址PLC定义变量组态地址1#集气管压力(QGYL1)DB17.DBB41#集气管压力设定(GYLSD1)DB22.DBB42#集气管压力(QGYL2)DB17.DBB82#集气管压力设定(GYLSD2)DB22.DBB83#集气管压力(QGYL3)DB17.DBB203#集气管压力设定(GYLSD3)DB22.DBB204#集气管压力(QGYL4)DB17.DBB244#集气管压力设定(GYLSD4)DB22.DBB241#初冷器吸力(CLXL1)DB17.DBB01#初冷器吸力设定(CLXSD1)DB22.DBB02#初冷

46、器吸力(CLXL1)DB17.DBB162#初冷器吸力设定(CLXSD2)DB22.DBB161#集气管阀位手动给定(QGSDGD1)DB37.DBB41#集气管阀位值(QGFW1)DB23.DBB42#集气管阀位手动给定(QGSDGD2)DB37.DBB82#集气管阀位值(QGFW2)DB23.DBB83#集气管阀位手动给定(QGSDGD3)DB37.DBB163#集气管阀位值(QGFW3)DB23.DBB844#集气管阀位手动给定(QGSDGD4)DB37.DBB204#集气管阀位值(QGFW4)DB23.DBB881#初冷器手动给定(CLSDGD1)DB37.DBB01#初冷器阀位值(CLFW1)DB23.DBB02#初冷器手动给定(CLSDGD2)DB37.DBB122#初冷器阀位值(CLFW2)DB